JP2001014924A

JP2001014924A - 照明装置及び液晶表示装置

Info

Publication number: JP2001014924A
Application number: JP2000125189A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kubota; 浩史久保田; Kenji Nakao; 健次中尾; Tsuyoshi Kamimura; 強上村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 2000-04-26
Publication date: 2001-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の採光部の構造を、機能の異なる２つの
部分（外光を取り込み閉じ込め光に変換する採光部と、
採光部に連なり液晶表示パネルへ導光する導光部）に分
けて、採光部の占有面積を拡大して輝度の向上を図るよ
うにした液晶表示装置を提供する。【解決手段】外光を取り入れ、この取り入れられた外
光を液晶パネルの背後側に導き、液晶パネルの背後側か
ら液晶パネルを照射するように構成された液晶表示装置
において、外光を取り入れると共に、取り入れられた外
光を、内部を伝播する閉じ込め光に変換する採光部１７
と、前記採光部１７に連なり、採光部からの閉じ込め光
を液晶パネル１５の背後側に導くべく、閉じ込め光の光
経路を変更させて液晶パネルの背後側に導く導光部１８
と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外光を取り入れる
採光部を備え、採光部で取り入れられた外光を閉じ込め
光に変換して被照明体に導き照明する照明装置、及びこ
の照明装置を備えた液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオムービーやデジタルカメラでは情
報表示部に液晶表示パネルが使われるのが通例である。
このとき、液晶表示パネルはバックライトを有する透過
型液晶パネルが用いられていた。一方、これらの機器は
外光の下で主に使用されるため外光の映り込みによる表
示不良を防ぐ必要がある。このため液晶表示パネルは高
輝度が必須の条件である。そこで、機器の上面に外光の
採光部を設け、採光部から取り込まれた外光をマイクロ
プリズムを用いて液晶表示パネルの裏面側に導き、外光
を液晶表示パネルの裏面側から照射して、液晶表示パネ
ルの高輝度化を図る構成が提案されている（特開平１０
−１２３５０７）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、採光部が液晶パネルの裏面側で機器上面付近
に長方形状に形成され、外光を直接液晶パネルの裏面に
導光していた。従って、採光部が採光と裏面への導光の
作用を兼ねており、そのため、採光部は長方形状の比較
的小さな領域に限られていた。一方、採光部の面積はパ
ネル輝度と直接関係している。このため従来例では採光
部を大きく出来ないため輝度向上の効果が小さかった。

【０００４】本発明は、上記従来技術の課題に鑑み、従
来の採光部の構造を、機能の異なる２つの部分（外光を
取り込み閉じ込め光に変換する採光部と、採光部に連な
り液晶表示パネルへ導光する導光部）に分けて、採光部
の占有面積を拡大して輝度の向上を図るようにした照明
装置、及び液晶表示装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は以下の手段を備えた。

【０００６】請求項１記載の発明は、外光を取り入れて
被照明体に導き照明する照明装置において、外光を取り
入れる採光部と、前記採光部に取り入れられた外光の少
なくとも一部を、採光部内を伝播する光に変換する手段
と、を有することを特徴とする。

【０００７】上記構成により、外光を採光部内を伝播す
る光、即ち、閉じ込め光に変換するため、外光を効率よ
く被照明体に導くことができる。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の照
明装置において、前記採光部と前記被照明体との間の光
経路の途中に、光の進行方向を変換する複数の光進行方
向変換手段が、設けられており、前記採光部から出射さ
れた外光が前記複数の光進行方向変換手段により進行方
向を複数回変換して被照明体に導かれることを特徴とす
る。

【０００９】上記構成により、採光部からの外光を、光
進行方向変換手段を介して被照明体に導くため、採光部
と被照明体との相互の配置関係を種々に設定することが
可能となる。なお、光進行方向変換手段としては、反射
に限らず、屈折や回折等の手段が含まれる。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項２記載の照
明装置において、前記採光部は、外光が入射される外部
側の面が平坦面とされ、前記外部側の面とは反対側の面
が、鋸刃形状の反射面を含んで構成されたことを特徴と
する。

【００１１】上記構成により、外光を効率よく閉じ込め
光に変換することができる。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項２記載の照
明装置において、前記光進行方向変換手段が、外光を反
射する反射面であることを特徴とする。

【００１３】請求項５記載の発明は、外光を取り入れ、
この取り入れた外光を用いて液晶パネルを照射するよう
に構成された液晶表示装置において、外光を取り入れる
と共に、取り入れられた外光の少なくとも一部を、内部
を伝播する伝播光に変換する採光部と、前記採光部に連
なり、採光部からの閉じ込め光を液晶パネルに導くべ
く、伝播光の光経路を変更させて液晶パネルに導く導光
部と、を有することを特徴とする。

【００１４】上記構成により、従来の採光部が、機能の
異なる２つの部分（外光を取り込み閉じ込め光に変換す
る採光部と、採光部に連なり液晶パネルへ導光する導光
部）に分けられたことになる。従って、採光部の占有面
積を拡大して輝度の向上を図ることが可能となる。

【００１５】請求項６記載の発明は、請求項５記載の液
晶表示装置において、前記採光部は、外光が入射される
外部側の面とは反対側の面が、鋸刃形状の反射面を含ん
で構成されていることを特徴とする。

【００１６】採光部の鋸刃形状反射面により外光を採光
部内で閉じ込め光に変換し、導光部に向けて伝播させる
作用を奏する。

【００１７】請求項７記載の発明は、請求項５記載の液
晶表示装置において、前記採光部が液晶表示装置のケー
シングの上面側に設けられていることを特徴とする。

【００１８】上記構成により、上面側からの外光を効率
よく液晶表示パネルに導くことができる。

【００１９】請求項８記載の発明は、請求項６記載の液
晶表示装置において、前記採光部が液晶表示装置のケー
シングの上面側に設けられていることを特徴とする。

【００２０】上記構成により、上面側からの外光を効率
よく液晶パネルに導くことができる。

【００２１】請求項９記載の発明は、請求項５記載の液
晶表示装置において、前記採光部が液晶表示装置のケー
シングの上面側、及び側面側に設けられていることを特
徴とする。

【００２２】上記構成により、上面側及び側面側から外
光を効率よく液晶パネルに導くことができる。

【００２３】請求項１０記載の発明は、請求項６記載の
液晶表示装置において、前記採光部が液晶表示装置のケ
ーシングの上面側、及び側面側に設けられていることを
特徴とする。

【００２４】上記構成により、上面側及び側面側から外
光を効率よく液晶パネルに導くことができる。

【００２５】請求項１１記載の発明は、請求項５記載の
液晶表示装置において、前記採光部が、液晶表示装置の
ケーシングの前記液晶パネルが装備されている面とは反
対側の面に形成されている第１採光部と、液晶表示装置
のケーシングの上面に形成されている第２採光部とを備
え、第２採光部の一方の端面が第１採光部の端面と連接
し、第２採光部の他方の端面が前記導光部の一方の端面
と連接していることを特徴とする。

【００２６】上記の如く、第１採光部及び第２採光部を
設けることにより、取り入れられる外光が多くなり、液
晶パネルの輝度が向上する。

【００２７】請求項１２記載の発明は、請求項６記載の
液晶表示装置において、前記採光部が、液晶表示装置の
ケーシングの前記液晶パネルが装備されている面とは反
対側の面に形成されている第１採光部と、液晶表示装置
のケーシングの上面に形成されている第２採光部とを備
え、第２採光部の一方の端面が第１採光部の端面と連接
し、第２採光部の他方の端面が前記導光部の一方の端面
と連接していることを特徴とする。

【００２８】上記の如く、第１採光部及び第２採光部を
設けることにより、取り入れられる外光が多くなり、液
晶パネルの輝度が向上する。

【００２９】請求項１３記載の発明は、請求項１１記載
の液晶表示装置において、前記第１採光部と前記第２採
光部の接続部に、第１採光部からの光を反射させて第２
採光部に導くべく、平坦状の反射面が斜めに傾いた状態
で形成されていることを特徴とする。

【００３０】上記構成より、第１採光部での閉じ込め光
を第２採光部を介して導光部に効率よく伝播させること
ができる。

【００３１】請求項１４記載の発明は、請求項１２記載
の液晶表示装置において、前記第１採光部と前記第２採
光部の接続部に、第１採光部からの光を反射させて第２
採光部に導くべく、平坦状の反射面が斜めに傾いた状態
となるように形成されていることを特徴とする。

【００３２】上記構成より、第１採光部での閉じ込め光
を第２採光部を介して導光部に効率よく伝播させること
ができる。

【００３３】請求項１５記載の発明は、請求項１１記載
の液晶表示装置において、前記第２採光部が、外部側の
面が透明な平坦面とされ、外部側の面とは反対側の面が
導光部に向かって下り勾配となるように傾斜した平坦状
の反射面とされ、前記第１採光部は、外部側の面が透明
な平坦面とされ、外光が入射される外部側面とは反対側
の面が、複数の第１傾斜面を含む第１鋸刃形状反射面と
複数の第２傾斜面を含む第２鋸刃形状反射面とを含んで
構成されており、前記第１傾斜面と第２傾斜面とは相互
に逆の傾きを有し、液晶表示装置のケーシング上部から
下部にかけてこの順序で配置され、前記第１傾斜面の傾
き方向が、前記接続部を介して前記第２採光部の平坦状
反射面の傾きと同方向であることを特徴とする。

【００３４】上記構成により、ケーシングの前方上方か
らの外光を第２傾斜面で効率よく閉じ込め光に変換で
き、また、第１傾斜面で閉じ込め光を第２採光部に伝播
することができる。

【００３５】請求項１６記載の発明は、請求項１２記載
の液晶表示装置において、前記第１採光部は、外部側の
面が透明な平坦面とされ、外光が入射される外部側面と
は反対側の面が、複数の第１傾斜面を含む第１鋸刃形状
反射面と複数の第２傾斜面を含む第２鋸刃形状反射面と
を含んで構成されており、前記第１傾斜面と第２傾斜面
とは相互に逆の傾きを有し、液晶表示装置のケーシング
上部から下部にかけてこの順序で配置され、前記第１傾
斜面の傾き方向が、前記接続部を介して前記第２採光部
の鋸刃形状反射面の傾きと同方向であることを特徴とす
る。

【００３６】上記構成により、ケーシングの前方上方か
らの外光を第２傾斜面で効率よく閉じ込め光に変換で
き、また、第１傾斜面で閉じ込め光を第２採光部に伝播
することができる。

【００３７】請求項１７記載の発明は、請求項１１記載
の液晶表示装置において、前記第２採光部が、外部側の
面が透明な平坦面とされ、外部側の面とは反対側の面が
導光部に向かって下り勾配となるように傾斜した平坦状
の反射面とされ、前記第１採光部は、外部側の面が透明
な平坦面とされ、外部側の面とは反対側の面が前記液晶
表示装置のケーシング下部から上部に向かうに連れて前
記外部側の面に近づく方向に傾斜した平坦状の反射面と
されていることを特徴とする。

【００３８】上記構成により、ケーシングの前方上方か
らの外光を前記第１採光部の斜め反射面で効率よく閉じ
込め光に変換できる。

【００３９】請求項１８記載の発明は、請求項１２記載
の液晶表示装置において、前記第２採光部が、外部側の
面が透明な平坦面とされ、外部側の面とは反対側の面が
鋸刃形状の反射面とされ、前記第１採光部は、外部側の
面が透明な平坦面とされ、外部側の面とは反対側の面が
前記液晶表示装置のケーシング下部から上部に向かうに
連れて前記外部側の面に近づく方向に傾斜した平坦状の
反射面とされていることを特徴とする。

【００４０】上記構成により、ケーシングの前方上方か
らの外光を前記第１採光部の斜め反射面で効率よく閉じ
込め光に変換できる。

【００４１】請求項１９記載の発明は、請求項６に記載
の液晶表示装置において、前記鋸刃形状が小さな傾斜角
と大きな傾斜角を有する傾斜面から成ることを特徴とす
る。

【００４２】上記構成により、鋸刃形状の傾斜角を小さ
くすると、閉じこめ光の発生をより多くし、導光部に向
けて効率よく伝播させることができる。

【００４３】請求項２０記載の発明は、請求項１９記載
の液晶表示装置において、前記鋸刃形状の小さな傾斜角
が５°以上、５０°以下であることを特徴とする。

【００４４】傾斜角を規制するのは、上記範囲外の角度
であると外光を閉じこめ光に変換できる効率が極端に悪
くなるからである。

【００４５】請求項２１記載の発明は、請求項６記載の
液晶表示装置において、前記鋸刃形状は、平面視がスト
ライプ形状であることを特徴とする。

【００４６】また、請求項２２記載の発明は、請求項２
１記載の液晶表示装置において、前記鋸刃形状は、平面
視がくの字型のストライプ形状で、かつ、くの字の屈曲
部の凹部が、導光部と対面する形状であることを特徴と
する。

【００４７】上記構成により、外光を採光部の中央方向
に集光することができる。このため採光部の端面から外
部への出射光が減少し閉込め効果が増大することで光利
用効率が向上する。

【００４８】請求項２３記載の発明は、請求項５記載の
液晶表示装置において、前記導光部が、前記採光部から
の伝播光を液晶パネルの背後側に導き、液晶パネルの背
後側から前記液晶パネルを照射することを特徴とする。

【００４９】上記構成により、透過型液晶パネルを用い
た液晶表示装置を構成できる。

【００５０】請求項２４記載の発明は、請求項２３記載
の液晶表示装置において、前記導光部は、外部側の面が
平坦な反射面とされ、外部側の面と反対側の面にプリズ
ムアレイが形成されており、前記採光部を伝播した光を
前記プリズムアレイから液晶パネルの背後側に向けて出
射することを特徴とする。

【００５１】上記構成により、プリズムアレイから液晶
パネルの背後側に向けて出射させ、効率よく液晶表示パ
ネルの背後側に外光を導くことができる。

【００５２】請求項２５記載の発明は、請求項２３に記
載の液晶表示装置において、前記導光部は、外部側の面
から液晶パネル側の端面にかけて斜めに傾いた平坦状の
反射面を有することを特徴とする。

【００５３】上記の如く、導光部がその外光側の面から
液晶表示パネルの端面にかけて斜め反射面を有すること
により、閉じ込め光の光経路を変更させ、液晶パネルの
背後側に向けて効率よく出射させることができる。

【００５４】請求項２６記載の発明は、請求項５記載の
液晶表示装置において、前記導光部は、液晶パネルの前
面側に配置された導光板を備え、前記採光部の伝播光を
前記導光板に導き、導光板から伝播光を出射して液晶パ
ネルを照明することを特徴とする。

【００５５】上記構成により、反射型液晶パネルを用い
た液晶表示装置を構成できる。

【００５６】請求項２７記載の発明は、請求項５記載の
液晶表示装置において、前記採光部の少なくとも採光面
の一部が可変であることを特徴とする。

【００５７】上記構成により、周囲の環境に応じて最適
な位置に採光部を設定でき、外光の取り入れ量を多くす
ることができる。

【００５８】請求項２８記載の発明は、請求項５記載の
液晶表示装置において、前記採光部の少なくとも表面が
半透明体であることを特徴とする。

【００５９】また、請求項２９記載の発明は、請求項５
記載の液晶表示装置において、前記採光部の表面の少な
くとも一部が、着色された半透明体であることを特徴と
する。

【００６０】デザイン等の観点から採光部の表面が半透
明又は着色された半透明であっても、外光の取り入れ効
果を十分に発揮することができる。

【００６１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００６２】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１に係わる照明装置の構成図である。照明装置１００
は、外光を取り入れる採光部１０１と、採光部１０１に
対して直交する方向に配置された導光部１０２とを有す
る。採光部１０１は、例えばアクリル板であり、その下
面側に鋸刃形状の反射面１０３が形成されている。採光
部１０１の外部側の面は、平坦面となっている。また、
採光部１０１と導光部１０２との接続部には、平坦状の
反射面１０４が斜めに傾いて形成されている。また、導
光部１０２には、被照明体１０７に対向して、平坦状の
反射面１０５が斜めに傾いて形成されている。

【００６３】採光部１０１の上面から入射した外光１１
０は、鋸刃形状の反射面１０３で反射され、採光部１０
１内に閉じ込められて伝播する伝播光１１１に変換され
る。さらに伝播光１１１は反射面１０４と反射面１０５
で反射され、被照明体１０７を照明する。

【００６４】本構成により採光部１０１の上面から入射
する外光のほぼ全量が被照明体に導光され、高輝度化が
図れる。特に、透明な採光部を用いることにより、外部
側界面での全反射を利用するして外光を伝播光に効率よ
く変換することができる。

【００６５】本例では、採光部１０１と導光部１０２
は、ほぼ直交した構成だが、これは可変でも良い。外光
の入射方位に応じて、採光部を可変にすれば、更に高輝
度化が図れる。採光部が透明体であれば、外光の取り入
れ効率は高くなるが、デザイン等を考慮した半透明体で
あっても外光取り入れの効果が得られる。また透明体で
なく着色体でも同様に外光取り入れの効果が得られる。

【００６６】（実施の形態２）図２は本発明の実施の形
態２に係る液晶表示装置の断面図である。この液晶表示
装置は、ケージング１０の一方の端面に液晶パネル１５
を備え、他方の端面にレンズ部２５を有するデジタルカ
メラ構成の液晶表示装置である。このケージング１０の
上面には、採光部１７と該採光部１７連なる導光部１８
とが形成されている。採光部１７は、外光を取り入れる
と共に、取り入れられた外光を採光部内に閉じ込め採光
部内を伝播する伝播光に変換する機能を有する。導光部
１８は、採光部１７からの閉じ込め光を液晶パネル１５
の背後側に導くべく、閉じ込め光の光経路を変更させて
液晶パネルの背後側に導く機能を有する。

【００６７】前記採光部１７は、外光側の面が平坦面と
され、外光側面とは反対側の面が鋸刃形状の反射面２０
とされている。前記導光部１８は、外光側の面から液晶
表示パネルの端面にかけて反射面１９を有し、外光側面
と反対側の面に透明なプリズムアレイ２７が形成されて
いる。また、液晶パネル１５の背後側にはハーフミラー
１６、拡散板１２、バックライト１４、バックライトカ
バー１３等が搭載されている。なお、図２において、１
１は駆動回路部である。

【００６８】採光部１７の鋸刃反射面２０は、図３に示
すように平面視がストライプ形状であり、且つ傾斜面２
１は導光部１８の方向に下り勾配となるように傾斜した
形状に形成されている。尚、図２では導光部１８上面に
反射面が形成されているが、図３では該反射面を省略し
て描いている。また、図３において、３０は傾斜面２１
のエッジを示し、３１はプリズムアレイ２７の山部を示
し、３２はプリズムアレイ２７の谷部を示す。このよう
に鋸刃反射面２０をストライプ形状とすることにより、
反射面を密集して形成でき光利用効率が向上する。

【００６９】図４に鋸刃反射面を用いた場合の入射光Ｌ
１の軌跡を示す。傾斜角θ１を有する鋸刃反射面２０に
入射した入射光Ｌ１は、傾斜面２１での反射Ａ→上面で
の全反射Ｂ→傾斜面２１での反射Ｃ、を繰り返して採光
部１７内を伝播する。このとき、傾斜角θ１により入射
光Ｌ１の反射角が全反射角以上となることで、光が閉じ
込められて伝播光が発生する。また、鋸刃反射面２０で
反射を繰り返すと反射角はその都度大きくなる。このた
め反射光は一度の反射で長い距離を伝播することが可能
となり反射回数が減ることで強度の減衰が抑制される効
果がある。

【００７０】採光部１７を伝播した閉じ込め光は、導光
部１８に入射する。次に光はプリズムアレイ２７から出
射し、一部の光はハーフミラー１６を介して液晶パネル
１５を照射し、残余の光は拡散板１２で散乱されて液晶
パネル１５から出射する。また、第１の反射面１９、第
２の反射面２４を設けることで、光の閉じ込め効果が増
加し輝度向上の効果がある。

【００７１】このように、従来はほぼ導光部１８程度の
大きさの採光部が通例であったが、本液晶表示装置では
採光部１７と導光部１８とを分けて設けることにより、
採光部１７の占有面積を大きくとることが可能となり、
この結果、パネル輝度が大きく向上する効果が得られ
る。

【００７２】尚、参考までに述べると、本実施の形態２
ではバックライト１４がプリズムアレイ２７の直下に配
置されているため、バックライト１４の使用時におい
て、バックライト１４からの光の一部がプリズムアレイ
２７を通過して第１の反射面１９、第２の反射面２４で
反射して再度液晶表示パネル１５の背後側に導かれる。
従って、例えば、バックライトを拡散板の背後側に配置
した場合に比べて、本実施の形態の方がバックライト光
の利用効率を格段に向上することができる。

【００７３】次いで、上記構成の液晶表示装置の製造方
法を説明する。デジタルカメラのケーシング１０の上面
に第１のアクリル板、この第１のアクリル板上に採光部
１７及び導光部１８を構成する第２のアクリル板を積層
した。まず、採光部１７を形成するため厚さ３ｍｍの第
２のアクリル板を用いて、採光部１７に対応する裏面に
鋸刃形状の凹凸、次に導光部１８に対応する裏面にプリ
ズムアレイ形状の凹凸をダイアモンドカッターで形成し
た。このとき、凹凸は図３に示したように、共にストラ
イプ状とした。次に採光部１７の裏面にアルミを蒸着し
て鋸刃反射面２０を形成した。このとき、鋸刃反射面２
０の傾斜角θ１は、２０°、ピッチ９は３ｍｍとした。
プリズムアレイ２７の頂角は９０°とした。また、採光
部１７の端面に反射面２４を形成し、導光部１８の上面
の一部及び端面に反射面１９を形成した。次に液晶パネ
ル１５の裏面側にハーフミラー１６を搭載した。このと
きハーフミラー１６の透過率は７０％、反射率は３０％
であった。

【００７４】作製したデジタルカメラを外光のもとで観
察したところ採光部１７が大きいため液晶パネル１５は
極めて高輝度であった。このとき、バックライト１４を
点灯せずとも充分に視認が可能であった。

【００７５】図５に本発明の液晶表示装置の採光部に入
射した光の軌跡の例を示した。入射光Ｌ１は、鋸刃反射
面２０で反射した後、上面で全反射し、プリズムアレイ
２７からハーフミラー１６を介し液晶パネル１５の出射
光となる。鋸刃反射面２０での反射と上面での全反射の
回数は、ピッチ９と採光部１７の長さで決定される。

【００７６】傾斜面２１の傾斜角θ１とピッチ９は、上
記例によらない。傾斜角θ１は１０°以上、５０°以下
であればほぼ同様の効果が得られる。このとき、傾斜角
θ１が５０°以上は反射面のエッジでの散乱光が発生
し、閉じ込め光が減少するため光利用効率が低下する。
また、１０°以下では装置の正面付近から入射する光が
閉じ込め光とならず上面から出射するためやはり光利用
効率が低下する。

【００７７】また、通常の外光の入射範囲を２０°から
４０°とすると傾斜角θ１は、１５°以上、３０°以下
が望ましい。ピッチ９は１ｍｍ以下でも良いが、波長レ
ベルまで小さくなると回折光が発生し光利用効率や採光
部が虹色に着色する欠点が発生する。この場合は、回折
を防止するためピッチ９をランダムに形成する必要があ
る。なお、ピッチ９を図６に示すように導光部１８から
離れるにつれて大きくし、且つ後述する実施の形態３の
ように屈曲するように構成してもよい。

【００７８】また、採光部１７及び導光部１８の厚みは
上記以外でも良いが、鋸刃反射面２０の段差の大きさを
考慮しピッチ９との兼ね合いで厚みを決定することがで
きる。採光部１７及び導光部１８はアクリル板以外で形
成しても良い。また、鋸刃反射面２０としては、アルミ
以外にもＡｇ等の反射率の高い金属を蒸着しても良い。
採光部１７は必ずしも上面全面に形成する必要はなく、
パネル輝度との兼ね合いで形成面積を変えても良い。例
えば、図７に示したように上面の面積の６０％に形成し
ても良い。また、上面の面積の２０％以上が採光部であ
ればパネル輝度向上の効果がある。また、図８に示すよ
うにデジタルカメラの操作性を向上するため、上面の両
端にカメラを保持するためのハンドリング部９０を設け
ても良い。

【００７９】ハンドリング部９０は採光部上に形成して
も良い。また、採光部はハンドリング部９０以外に形成
しても良い。上記例ではハーフミラーを用いたがこれは
なくても良い。ハーフミラーを用いると、バックライト
を使用しない場合にパネル輝度を向上する効果がある。
また、ハーフミラーを用いないと、バックライトを用い
る場合にパネル輝度が向上する効果がある。

【００８０】上記例では、採光部１７及び導光部１８は
液晶表示装置の上面に固定であったがこれは可変でも良
い。可変にする場合は、例えば液晶パネルが装着された
面と上面との接線を軸にして回転させることで可変にす
ることができる。このとき、外光の主な入射方位に合わ
せて採光部を移動させることができ、パネル輝度の更な
る向上が図れる。また、採光部が透明体であれば、外光
の取り入れ効率は高くなるが、デザイン等を考慮した半
透明体であっても外光取り入れの効果が得られる。また
透明体でなく着色体でも同様に外光取り入れの効果が得
られる。

【００８１】上記例では、液晶表示装置はデジタルカメ
ラであったが、これは外光のもとで使用する可能性があ
る機器なら良い。例えば、ビデオムービー、モバイルパ
ソコン、半透過型の携帯端末等でも良い。

【００８２】（実施の形態３）図９は実施の形態３に係
る液晶表示装置の採光部付近の上面図である。本実施の
形態３は、実施の形態２に類似し対応する部分には同一
の参照符号を付す。本実施の形態３は、採光部１７に形
成された鋸刃反射面の傾斜面２１Ａを、屈曲部４７を有
するくの字型とし、屈曲部の凹部を導光部１８に対面す
る方位に形成したことを特徴とする。このように、傾斜
面をくの字型に形成することで特に斜め上方から採光部
１７に入射する光を導光部１８に集光する効果が発生
し、光利用効率が向上する。

【００８３】次いで、上記構成の液晶表示装置の製造方
法を説明する。基本的には実施の形態２とほぼ同様に製
造する。但し、鋸刃反射面２０を、屈曲部４７を有する
ストライプ形状に形成した。このとき、屈曲部４７の角
度は１６０°とした。鋸刃反射面２０が屈曲部４７を有
することで、入射した外光が導光部１８の中央方向に集
光され、フリズムアレイ２７を透過する光が増加してパ
ネル輝度が向上した。屈曲部４７の角度は上記以外でも
良く集光の度合を勘案すれば、３０°以上、１７０°以
下が良い。３０°以下では、集光の度合が高く短い伝播
距離で集光されるため採光部１７が広い場合は端面での
反射が増加して不適である。一方、屈曲部４７の角度が
１７０°を超えて大きいと集光の効果は小さい。また、
屈曲角は面内で分布しても良い。このとき、導光部１８
に近づくにつれ屈曲部４７の角度が小さくなれば、より
効果的に閉じ込め光を導光部１８に集光できる。

【００８４】（実施の形態４）図１０は実施の形態４に
係る液晶表示装置の断面図である。本実施の形態４は、
実施の形態２に類似し対応する部分には同一の参照符号
を付す。本実施の形態４は、導光部１８に斜め反射面５
０を形成したことを特徴とする。斜め反射面５０を形成
することで、採光部１７から伝播する閉じ込め光を直接
拡散板１２で反射させることが可能となり、図２に示し
たようなプリズムアレイ２７が不要となる効果がある。

【００８５】次いで、上記構成の液晶表示装置の製造方
法を説明する。基本的には実施の形態２とほぼ同様に製
造する。但し、導光部１８に斜め反射面５０を作成し
た。斜め反射面５０は、アクリル板で作成した導光部１
８の角を切断し、アルミを蒸着して作成した。このと
き、斜め反射面５０の傾き角５１は６０°とした。ま
た、導光部１８の下面は透明な平坦面とした。斜め反射
面５０を用いることで、入射光Ｌ２が、拡散板１２に反
射されパネル輝度が向上する効果が得られた。また、斜
め反射面５０を用いることで、導光部１８にプリズムア
レイ２７等を用いる構成よりも構造が簡略化された。

【００８６】なお、傾き角５１は上記以外でも良く、１
０°から７０°の範囲が望ましい。傾き角５１は拡散板
１２への照射強度の分布を考慮して決定できる。このと
き、傾き角が５１小さいと、拡散板１２の上側領域への
照射強度が増加し、大きいと下側領域への照射が増加す
る。

【００８７】また、傾き角５１の制御は、バックライト
１４を使用する際にも有効である。バックライト１４か
ら拡散板１２への直接照射強度は、拡散板１２下部から
上部へつれ減衰する。また、バックライト１４から出て
拡散板１２で正反射した光は、斜め反射面５０で再度拡
散板１２へと再帰反射される。このときの再帰反射光の
強度分布は傾き角５１で制御される。このとき、傾き角
５１を制御することで、バックライト１４から拡散板１
２への直接光と再帰反射光の強度分布を足し合わせ、拡
散板１２から液晶パネル１５へ出射される光の輝度分布
の均一化を図ることができる。

【００８８】（実施の形態５）図１１は実施の形態５に
係る液晶表示装置の断面図である。本実施の形態５は、
実施の形態２に類似し対応する部分には同一の参照符号
を付す。実施の形態２では採光部は１つであったけれど
も、本実施の形態５では、第１採光部６０及び第２採光
部６１の２つの採光部を備えたことを特徴とする。第２
採光部６１は、実施の形態２の採光部１７に相当するも
のであり、採光部１７と同様の構成である。第１採光部
６０は、液晶パネル１５の搭載面と反対の面にレンズ部
２５（図１１では図解の容易のため図示せず）を除いて
形成されている。この第１採光部６０は、ケーシング１
０の上部側に向けて傾斜している傾斜面２００を有する
鋸刃反射面６２が形成されている。また、第１採光部６
０と第２採光部６１との接続部の外光側に、斜め反射面
６３が形成されている。また、第１採光部６０の下端面
に反射面６６が形成されている。

【００８９】このような構成により、主に前方斜め下方
向から入射した光は第１採光部６０内を伝播し、斜め反
射面６３を介して第２採光部６１、及び導光部１８を通
って液晶パネル１５から出射する。従って、実施の形態
２に比べて、本実施の形態５では第１採光部６０の分だ
け採光部面積が大きくなり、パネル輝度が向上する。ま
た、鋸刃反射面６２の傾斜面２００の方向を鋸刃反射面
２０の傾斜面２１の方向と、斜め反射面６３を挟んで同
方向とすることで、光の伝播効率が増加する。

【００９０】次いで、上記構成の液晶表示装置の製造方
法を説明する。基本的には実施の形態２とほぼ同様に製
造する。但し、液晶パネル１５を搭載したケーシング１
０の面と対向する面に第１採光部６０を形成した。な
お、第２採光部６１は、採光部１８に相当し、実施の形
態２と同様に作製する。前記第１採光部６０は、レンズ
部２５（図示せず）を除いて形成した。また、第１採光
部６０の裏面に、鋸刃反射面６２を、傾斜面２００の傾
斜角θ５で形成した。このとき、傾斜角θ５は２５°と
した。また、第２採光部６１には、鋸刃反射面２０を、
傾斜面２１の傾斜角θ１で形成した。このとき、傾斜角
θ１は１５°とした。傾斜角θ５を２５°としたこと
で、前方正面と下方向から第１採光部６０に入射する光
が閉じ込め光に変換された。閉じ込め光は斜め反射面６
３で反射し第２採光部６１、導光部１８へ導光される。
この結果、パネル輝度が向上した。このように第１採光
部６０を用いたことで採光部の面積が拡大し、閉じ込め
光が増大することでパネル輝度が大きく向上した。

【００９１】傾斜角θ３と傾斜角θ４は、上記角度に限
定されるものではなく、光の主な入射方向に応じて設計
すれば良い。また、鋸刃形状は直線状のストライプ、ま
たは屈曲部を有するストライプのどちらでも良いが、第
１採光部６０を直線状のストライプ、第２採光部６１
を、屈曲部を有するストライプ形状とする方が、光利用
効率が高い。これは、第１採光部６０は、導光部１８ま
での物理的な距離が長く、集光すると端面へ向かう光が
増加しかえって光利用効率が低下することによる。

【００９２】上記例では第１採光部６０を液晶パネル１
５の対面に形成したが、これは液晶パネル１５搭載面の
側面に形成しても良い。側面は両側でも片側でも良い。
特に片側、左側面にのみ形成するとデジタルカメラの操
作性を大きく損なうことなく輝度向上が図れる。これは
デジタルカメラは通常、右利きの使用を想定しており、
右側面はグリップが形成されていることによる。また、
第１採光部６０採光部は全面で無くとも良い。

【００９３】（実施の形態６）図１２は実施の形態６に
係る液晶表示装置の断面図である。本実施の形態６は、
実施の形態５に類似し対応する部分には同一の参照符号
を付す。本実施の形態６は、実施の形態５の鋸刃反射面
６２に代えて、斜め反射面６５を形成したことを特徴と
する。このとき、斜め反射面６５の傾き方向は、装置下
部から上部に行くにしたがい第１採光部６０の厚みが連
続的に減少する傾き方向とする。この斜め反射面６５を
設けることにより、特に前方上方から入射する入射光Ｌ
２が斜め反射面６５により反射角が全反射角以上となる
ことで閉じ込め光となり、第１採光部６０を伝播するこ
とになり、パネル輝度が向上する。

【００９４】次いで、上記構成の液晶表示装置の製造方
法を説明する。基本的には実施の形態５とほぼ同様に製
造する。但し、第１採光部６０の裏面が斜め反射面６５
となっている。このとき、装置の下部から上部にかけて
第１採光部６０の導光層の厚みを減少させるように斜め
反射面６５の傾きを設定することで、前方上方向からの
入射光Ｌ２を閉じ込め光とすることができる。斜め反射
面６５を用いると導光層の厚みは増加するが、作成が容
易という利点がある。斜め反射面６５の傾き角は１０°
から３０°が望ましい。

【００９５】（実施の形態７）図１３は実施の形態７に
係る液晶表示装置の断面図である。本実施の形態７は、
実施の形態５に類似し対応する部分には同一の参照符号
を付す。本実施の形態７は、第１採光部６０の裏面の鋸
刃反射面が、傾斜角θ２を有する第２傾斜面１５０とし
ての鋸刃反射面７０と、傾斜角θ３を有する第１傾斜面
１５１としての鋸刃反射面７１とから構成されているこ
とを特徴とする。このとき、鋸刃反射面７０と鋸刃反射
面７１の傾斜面は互いに逆の方向に形成されている。ま
た、鋸刃反射面７１の第１傾斜面１５１の傾き方向は、
斜め反射面６３を介して鋸刃反射面２０の傾斜面２１と
同一である。

【００９６】このように装置下部の鋸刃反射面７０の傾
斜面を下方向に傾斜して形成することで、入射光Ｌ３を
一旦下方向への閉じ込め光に変換し、装置下部の反射面
６６で正反射することで、上方向に伝播する閉じ込め光
に再度変換することができる。また、鋸刃反射面７１は
上方向に伝播する光を効果的に閉じ込め光に変換する効
果がある。

【００９７】次いで、上記構成の液晶表示装置の製造方
法を説明する。基本的には実施の形態５とほぼ同様に製
造する。但し、第１採光部６０の裏面の鋸刃反射面が、
傾斜角θ２を有する鋸刃反射面７０と傾斜角θ３を有す
る鋸刃反射面７１から構成されている。

【００９８】このとき、鋸刃反射面７０と鋸刃反射面７
１の傾斜面は互いに逆の方向に形成した。また、鋸刃反
射面７１の傾斜面の傾き方向は、斜め反射面６３を介し
て鋸刃反射面２０の傾斜面と同一とした。このとき、傾
斜角θ２は２０°、傾斜角θ３は１０°、傾斜角θ１は
２０°とした。装置下部の鋸刃反射面７０の傾斜面を下
方向に形成することで、前方の上方からの入射光Ｌ３
が、下方向への閉じ込め光に変換され、装置下部の反射
面６６で正反射することで、上方向に伝播する閉じ込め
光に再度変換された。また、鋸刃反射面７１を上述の方
向に形成することで、採光部を上方向に伝播する光が効
果的に閉じ込め光に変換されパネル輝度が向上した。鋸
刃反射面７０，７１，及び２０の傾斜角とピッチは上記
例によらない。傾斜角としては５°以上５０°以下が良
く、特に５°以上、３０°以下が望ましい。特に傾斜角
θ２は、反射面６６で正反射後の光が全反射するように
設定するため、傾斜角θ２は、１０°以下と低いのが望
ましい。このとき、傾斜角θ３とθ１に、傾斜角θ３＜
傾斜角θ１が成りたてば閉じ込め光を効率的に第２採光
部６１に伝播できる。また、鋸刃反射面７０の領域面積
が広いほど前方上方向からの光を閉じ込めることがで
き、鋸刃反射面７１が広いほど前方下方向からの光を閉
じ込めることができる。一般的な使用では、上方から入
射する光が多いため、鋸刃反射面７０と鋸刃反射面７１
の領域面積は、鋸刃反射面７０が鋸刃反射面７１より広
いのが望ましい。

【００９９】（その他の事項）（１）上記実施の形態では、導光部から出射された伝播
光は、液晶パネルの背後側に導くようにしたけれども、
液晶パネルの前面側に導光板を配置し、伝播光を導光板
に導き、この導光板から液晶パネルに出射するよう構成
してもよい。このようにすれば、反射型の液晶パネルを
用いることができる。（２）また、上記実施の形態では、第２採光部の外部側
とは反対側の面が鋸刃反射面とされたが、鋸刃反射面に
代えて、導光部に向かって下り勾配となるように傾斜し
た平坦状の反射面とするように構成してもよい。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来の採光部に相当する部分が、機能の異なる２つの部分
（外光を取り込み閉じ込め光に変換する採光部と、採光
部に連なり液晶表示パネルへ導光する導光部）に分けら
れたことになる。従って、従来例に比べて、採光部の占
有面積を拡大して輝度の向上を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る照明装置の断面図
である。

【図２】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の断
面図である。

【図３】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の採
光部１７及び導光部１８の平面図である。

【図４】鋸刃反射面２０を有する採光部１７おける光の
軌跡を示す図である。

【図５】採光部１７から入射した光が液晶表示パネル１
５に至るまでの光の軌跡を示す図である。

【図６】鋸刃反射面２０の変形例を示す図である。

【図７】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の上
面図である。

【図８】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置にお
いて、ハンドリング部９０を設けた変形例を示す図であ
る。

【図９】本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の採
光部１７及び導光部１８の平面図である。

【図１０】本発明の実施の形態４に係る液晶表示装置の
断面図である。

【図１１】本発明の実施の形態５に係る液晶表示装置の
断面図である。

【図１２】本発明の実施の形態６に係る液晶表示装置の
断面図である。

【図１３】本発明の実施の形態７に係る液晶表示装置の
断面図である。

【符号の説明】

１０：ケーシング１１：駆動回路部１２：拡散板１３：バックライトカバー１４：バックライト１５：液晶パネル１７：採光部１８：導光部２０，６２，７０，７１：鋸刃反射面５１：斜め反射面６５：反射面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外光を取り入れて被照明体に導き照明する
照明装置において、外光を取り入れる採光部と、前記採光部に取り入れられた外光の少なくとも一部を、
採光部内を伝播する光に変換する手段と、を有すること
を特徴とする照明装置。
【請求項２】前記採光部と前記被照明体との間の光経路
の途中に、光の進行方向を変換する複数の光進行方向変
換手段が、設けられており、前記採光部から出射された外光が前記複数の光進行方向
変換手段により進行方向を複数回変換して被照明体に導
かれることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】前記採光部は、外光が入射される外部側の
面が平坦面とされ、前記外部側の面とは反対側の面が、
鋸刃形状の反射面を含んで構成されたことを特徴とする
請求項２記載の照明装置。
【請求項４】前記光進行方向変換手段が、外光を反射す
る反射面である請求項２記載の照明装置。
【請求項５】外光を取り入れ、この取り入れた外光を用
いて液晶パネルを照射するように構成された液晶表示装
置において、外光を取り入れると共に、取り入れられた外光の少なく
とも一部を、内部を伝播する伝播光に変換する採光部
と、前記採光部に連なり、採光部からの閉じ込め光を液
晶パネルに導くべく、伝播光の光経路を変更させて液晶
パネルに導く導光部と、を有することを特徴とする液晶
表示装置。
【請求項６】前記採光部は、外光が入射される外部側の
面とは反対側の面が、鋸刃形状の反射面を含んで構成さ
れていることを特徴とする請求項５記載の液晶表示装
置。
【請求項７】前記採光部が液晶表示装置のケーシングの
上面側に設けられていることを特徴とする請求項５記載
の液晶表示装置。
【請求項８】前記採光部が液晶表示装置のケーシングの
上面側に設けられていることを特徴とする請求項６記載
の液晶表示装置。
【請求項９】前記採光部が液晶表示装置のケーシングの
上面側、及び側面側に設けられていることを特徴とする
請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項１０】前記採光部が液晶表示装置のケーシング
の上面側、及び側面側に設けられていることを特徴とす
る請求項６記載の液晶表示装置。
【請求項１１】前記採光部が、液晶表示装置のケーシン
グの前記液晶パネルが装備されている面とは反対側の面
に形成されている第１採光部と、液晶表示装置のケーシ
ングの上面に形成されている第２採光部とを備え、第２採光部の一方の端面が第１採光部の端面と連接し、
第２採光部の他方の端面が前記導光部の一方の端面と連
接していることを特徴とする請求項５記載の液晶表示装
置。
【請求項１２】前記採光部が、液晶表示装置のケーシン
グの前記液晶パネルが装備されている面とは反対側の面
に形成されている第１採光部と、液晶表示装置のケーシ
ングの上面に形成されている第２採光部とを備え、第２採光部の一方の端面が第１採光部の端面と連接し、
第２採光部の他方の端面が前記導光部の一方の端面と連
接していることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装
置。
【請求項１３】前記第１採光部と前記第２採光部の接続
部に、第１採光部からの光を反射させて第２採光部に導
くべく、平坦状の反射面が斜めに傾いた状態で形成され
ていることを特徴とする請求項１１記載の液晶表示装
置。
【請求項１４】前記第１採光部と前記第２採光部の接続
部に、第１採光部からの光を反射させて第２採光部に導
くべく、平坦状の反射面が斜めに傾いた状態となるよう
に形成されていることを特徴とする請求項１２記載の液
晶表示装置。
【請求項１５】前記第２採光部が、外部側の面が透明な
平坦面とされ、外部側の面とは反対側の面が導光部に向
かって下り勾配となるように傾斜した平坦状の反射面と
され、前記第１採光部は、外部側の面が透明な平坦面とされ、
外光が入射される外部側面とは反対側の面が、複数の第
１傾斜面を含む第１鋸刃形状反射面と複数の第２傾斜面
を含む第２鋸刃形状反射面とを含んで構成されており、
前記第１傾斜面と第２傾斜面とは相互に逆の傾きを有
し、液晶表示装置のケーシング上部から下部にかけてこ
の順序で配置され、前記第１傾斜面の傾き方向が、前記接続部を介して前記
第２採光部の平坦状反射面の傾きと同方向であることを
特徴とする請求項１１記載の液晶表示装置。
【請求項１６】前記第１採光部は、外部側の面が透明な
平坦面とされ、外光が入射される外部側面とは反対側の
面が、複数の第１傾斜面を含む第１鋸刃形状反射面と複
数の第２傾斜面を含む第２鋸刃形状反射面とを含んで構
成されており、前記第１傾斜面と第２傾斜面とは相互に
逆の傾きを有し、液晶表示装置のケーシング上部から下
部にかけてこの順序で配置され、前記第１傾斜面の傾き方向が、前記接続部を介して前記
第２採光部の鋸刃形状反射面の傾きと同方向であること
を特徴とする請求項１２記載の液晶表示装置。
【請求項１７】前記第２採光部が、外部側の面が透明な
平坦面とされ、外部側の面とは反対側の面が導光部に向
かって下り勾配となるように傾斜した平坦状の反射面と
され、前記第１採光部は、外部側の面が透明な平坦面とされ、
外部側の面とは反対側の面が前記液晶表示装置のケーシ
ング下部から上部に向かうに連れて前記外部側の面に近
づく方向に傾斜した平坦状の反射面とされていることを
特徴とする請求項１１記載の液晶表示装置。
【請求項１８】前記第２採光部が、外部側の面が透明な
平坦面とされ、外部側の面とは反対側の面が鋸刃形状の
反射面とされ、前記第１採光部は、外部側の面が透明な
平坦面とされ、外部側の面とは反対側の面が前記液晶表
示装置のケーシング下部から上部に向かうに連れて前記
外部側の面に近づく方向に傾斜した平坦状の反射面とさ
れていることを特徴とする請求項１２記載の液晶表示装
置。
【請求項１９】前記鋸刃形状が小さな傾斜角と大きな傾
斜角を有する傾斜面から成ることを特徴とする請求項６
に記載の液晶表示装置。
【請求項２０】前記鋸刃形状の小さな傾斜角が５°以
上、５０°以下であることを特徴とする請求項１９記載
の液晶表示装置。
【請求項２１】前記鋸刃形状は、平面視がストライプ形
状であることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装
置。
【請求項２２】前記鋸刃形状は、平面視がくの字型のス
トライプ形状で、かつ、くの字の屈曲部の凹部が、導光
部と対面する形状であることを特徴とする請求項２１記
載の液晶表示装置。
【請求項２３】前記導光部が、前記採光部からの伝播光
を液晶パネルの背後側に導き、液晶パネルの背後側から
前記液晶パネルを照射することを特徴とする請求項５記
載の液晶表示装置。
【請求項２４】前記導光部は、外部側の面が平坦な反射
面とされ、外部側の面と反対側の面にプリズムアレイが
形成されており、前記採光部を伝播した光を前記プリズ
ムアレイから液晶パネルの背後側に向けて出射すること
を特徴とする請求項２３記載の液晶表示装置。
【請求項２５】前記導光部は、外部側の面から液晶パネ
ル側の端面にかけて斜めに傾いた平坦状の反射面を有す
ることを特徴とする請求項２３に記載の液晶表示装置。
【請求項２６】前記導光部は、液晶パネルの前面側に配
置された導光板を備え、前記採光部の伝播光を前記導光
板に導き、導光板から伝播光を出射して液晶パネルを照
明することを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項２７】前記採光部の少なくとも採光面の一部が
可変であることを特徴とする請求項５記載の液晶表示装
置。
【請求項２８】前記採光部の少なくとも表面が半透明体
であることを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項２９】前記採光部の表面の少なくとも一部が、
着色された半透明体であることを特徴とする請求項５記
載の液晶表示装置。